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Fluke Corporation Página 1 Medida de la resistencia de la toma de tierra en edificios comerciales, residenciales y en plantas industriales

Medida de la resistencia de la toma de tierra en edificios comerciales, residenciales y en

plantas industriales

Nota de aplicación La puesta a tierra de una instalación es la unión eléctrica directa, mediante conductores eléctricos sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico y/o de las partes conductoras no perteneciente al mismo, a una toma de tierra constituida por un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo. El sistema de puesta a tierra deberá evitar que aparezcan diferencias de potencial peligrosas en las masas metálicas de la instalación, y permitirá el paso a tierra de las corrientes de fuga de los receptores electrónicos, así como de las altas corrientes de descarga de origen atmosférico. Con el propósito de asegurar la fiabilidad permanente de los sistemas de puesta a tierra, hay publicados distintos estándares de ingeniería y normas nacionales que definen los correspondientes procedimientos de mantenimiento de las tomas de tierra. Por ejemplo, en España, el REBT 2002 en su ITC-BT-18 especifica que “personal técnicamente competente efectuará la comprobación de la instalación de puesta a tierra, al menos anualmente, en la época en la que el terreno esté mas seco. Para ello, se medirá la resistencia de tierra, y se repararán con carácter urgente los defectos que se encuentren.” Esta nota de aplicación explica la función básica de una instalación de puesta a tierra y describe los métodos de medida de su resistencia eléctrica: método de caída de potencial -a 3 ó 4 hilos-, método selectivo, medida de la medida sin picas y medida bipolar.

Figura 1. Instalación general de puesta a tierra


¿Por qué conectar a tierra? Las puestas a tierra de la mayoría de las instalaciones eléctricas cumplen con tres propósitos básicos:

- limitan la tensión que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metálicas de la instalación (protección frente a contactos indirectos). Para ello, derivan a tierra las correspondientes corrientes de defecto.

- proveen una ruta segura de circulación a tierra de las eventuales descargas atmosféricas, y de las corrientes de fuga de los receptores electrónicos

- ofrecen una tensión nula de referencia para los receptores electrónicos de la propia instalación, así como para las señales de datos que sirven para comunicar los equipos informáticos.

La figura 1 muestra una instalación de puesta a tierra genérica. Según el REBT 2002, para la toma de tierra se pueden utilizar electrodos formados por:

- barras, tubos; - pletinas, conductores desnudos; - placas; - anillos o mallas metálicas constituidos por los elementos anteriores o sus

combinaciones; - armaduras de hormigón enterradas; con excepción de las armaduras

pretensadas; - otras estructuras enterradas que se demuestre que son apropiadas.

El tipo y la profundidad de enterramiento de las tomas de tierra deben ser tales que la posible pérdida de humedad del suelo, la presencia del hielo u otros efectos climáticos, no aumenten la resistencia de la toma de tierra por encima del valor previsto. La profundidad nunca será inferior a 0,50 m. Debe preverse sobre los conductores de tierra y en lugar accesible, un dispositivo que permita medir la resistencia de la toma de tierra correspondiente. Este dispositivo puede estar combinado con el borne principal de tierra, debe ser desmontable necesariamente por medio de un útil, tiene que ser mecánicamente seguro y debe asegurar la continuidad eléctrica. Resistencia de la toma de tierra La resistencia de la toma de tierra depende de dos factores: la resistividad del terreno circundante y la estructura del electrodo. La resistividad es una propiedad que poseen todos los materiales y que define su capacidad para conducir la corriente. La determinación de la resistividad del terreno es una tarea complicada por los siguientes factores:

- Depende de la composición del suelo (p. e., arcilla, grava y arena). - Puede variar incluso en pequeñas distancias debido a la mezcla de diferentes

materiales. - Depende del contenido mineral (p. ej., sales).


- Varía con la compresión y puede cambiar con el tiempo debido a la sedimentación.

- Cambia con las temperaturas bajo cero y, por lo tanto, con la época del año. La resistividad aumenta cuando disminuye la temperatura.

- Puede verse afectada por depósitos de metal enterrados, tuberías, refuerzos de acero para hormigón, etc.

- Varía con la profundidad.

Puesto que la resistividad puede disminuir con la profundidad, una forma para reducir la impedancia de la tierra es colocar el electrodo a mayor profundidad. Otros métodos comunes para aumentar el área de eficacia de un electrodo son el uso de una serie de picas, un anillo conductor o una malla. En el caso de varias picas, para aumentar la eficacia, cada pica debe encontrarse fuera del “área de influencia” de las demás (véase la figura 2). Como regla general, las picas deben respetar una separación superior a su longitud, siendo recomendable que sea de al menos dos veces su longitud. Por ejemplo, las varillas de 2,5 m se deben separar más de 5 m para alcanzar el grado óptimo de eficacia.

Existen, de nuevo, distintas normas que definen diferentes límites aceptables para la impedancia del electrodo. En España, la Guía Técnica de Aplicación GUIA-BT-26 “Instalaciones interiores en viviendas. Prescripciones generales de instalación” recomienda una resistencia de la toma de tierra inferior a 15 ohmios en edificios con pararrayos, e inferior a 37 ohmios en edificios sin pararrayos. Por otra parte, la normativa que aplica a las Infraestructuras Técnicas de Comunicaciones obliga a que el valor de la toma de tierra en estas instalaciones sea inferior a 10 ohmios. En Estados Unidos, la NEC, Nacional Electrical Code, especifica 25 ohmios como límite aceptable para la impedancia de la puesta a tierra. Por terminar de dar referencias, la norma IEEE 142 “Prácticas recomendadas para la conexión a tierra de sistemas eléctricos industriales y comerciales” sugiere una resistencia de la toma de tierra entre 1 y 5 ohmios para sistemas comerciales o industriales de gran tamaño. Nota: los sistemas de distribución eléctrica suministran corriente alterna e, igualmente, los medidores de resistencia de tierra utilizan la corriente alterna para las comprobaciones. Por lo tanto, podría parecer que lo importante es la impedancia y no la resistencia. Sin embargo, en las frecuencias de las líneas eléctricas, la componente resistiva de la impedancia de la tierra suele ser bastante mayor que la componente reactiva. Por esta razón, los términos impedancia y resistencia se utilizan en el texto casi de manera intercambiable.


¿Cómo funcionan los medidores de impedancia de tierra?

Existen dos tipos de medidores de impedancia de tierra: (1) medidores de resistencia de tierra de tres y cuatro hilos –también llamados telurómetros-, y (2) pinzas de medida de la impedancia de bucle de tierra (véase la figura 3). Ambos tipos aplican una tensión al electrodo y miden la corriente resultante. Los medidores de resistencia de tierra a tres o cuatro hilos combinan una fuente de corriente y un medidor de tensión, utilizando para ello varias

picas o pinzas. Presentan las siguientes características:

Utilizan corriente alterna para la prueba, pues la tierra no conduce bien la corriente continua

Utilizan una frecuencia próxima, pero distinta, a la frecuencia de red (50 Hz) y sus armónicos. De esta forma, se evita que las corrientes fantasmas o procedentes de otras fuentes interfieran con las medidas de impedancia de tierra.

Los medidores de 4 hilos disponen de cables de generación y medida independientes para compensar la resistencia eléctrica de los propios cables –método de medida de resistencia a 4 hilos-. Este método permite eliminar de la medida de la impedancia de tierra el valor de la resistencia óhmica de los cables de prueba pues, en ocasiones, por tener una elevada longitud, presentan una apreciable resistencia eléctrica.

Tienen un filtro de entrada diseñado para captar su propia señal y rechazar todas las demás.

Las pinzas de medida de bucle de tierra tienen el aspecto de una pinza amperimétrica, pero internamente son muy diferentes ya que cuentan con un transformador de generación y un transformador de medida. El transformador de generación impone una tensión en el lazo que se está ensayando y el transformador de medida mide la corriente resultante. Estas pinzas utilizan un filtrado avanzado para reconocer su propia señal y rechazar todas las demás. Figura 3. Medidores de tierra

Seguridad en las comprobaciones de resistencia a tierra Al realizar las conexiones, se deben utilizar siempre guantes aislantes, protecciones para los ojos y cualquier otro equipo de protección personal apropiado. No es seguro asumir que un electrodo de conexión a tierra tiene cero voltios o cero amperios, por las razones que se indican más adelante. La medida de la resistencia de la toma de tierra por el método de la caída de potencial implica la desconexión del electrodo de tierra del sistema de toma de tierra de la instalación. Para ello, se accederá al borne principal de tierra. Durante la prueba, la


instalación eléctrica queda entonces temporalmente sin toma de tierra. El método selectivo no requiere la desconexión del electrodo. Una avería en el sistema de puesta a tierra de la instalación eléctrica, o en sus protecciones diferenciales, puede originar una corriente permanente importante a lo largo del mismo. Por ello, se debe utilizar una pinza amperimétrica para comprobar la existencia de corriente en el conductor de tierra (ver figura 1) antes de realizar la medida. Si la medida es superior a 1 amperio, es necesario encontrar el origen de la corriente antes de continuar. Si fuese necesario desconectar uno de los electrodos del sistema, esta operación se deberá realizar siempre que sea posible durante una interrupción por mantenimiento o similar donde se corte el suministro de energía para poder evitar posibles corrientes circulantes. De otro modo, se deberá considerar la posibilidad de conectar temporalmente un electrodo de reserva al sistema eléctrico durante la prueba. No desconectar nunca un electrodo de conexión a tierra si existe la posibilidad de caída de rayos (tormenta eléctrica). Una avería en la puesta a tierra de una instalación vecina puede generar la presencia de tensión en bornas del electrodo que se está verificando. Esto puede resultar especialmente peligroso en las proximidades de subestaciones o líneas de distribución eléctrica en las que se pueden producir importantes corrientes de tierra. (La comprobación de la puesta a tierra de las torres de distribución o subestaciones requiere el uso de procedimientos especiales que no se tratan en esta nota de aplicación.) Los medidores de resistencia de tierra utilizan una energía muy superior a la que emplean otros instrumentos de medida, con corrientes de ensayo que pueden ser de hasta 250 mA. Es preciso asegurarse de que todas las personas que se encuentran en el área de medida conocen este dato y advertirles de que no deben tocar las sondas mientras el instrumento esté activado. Comprobación del conductor de tierra Antes de medir la resistencia de la toma de tierra, es recomendable verificar la buena conexión eléctrica del conductor de tierra (ver figura 1) tanto con el propio electrodo como con el borne principal de tierra. La mayoría de los telurómetros (medidores que emplean el método de caída de potencial) incorporan la medida de resistencia eléctrica a dos hilos y disponen de una buena resolución para esta prueba, por lo que resultan perfectos para la tarea. El valor de resistencia eléctrica desde el borne principal de tierra hasta el electrodo deberá ser inferior a 1 ohmio. El método de caída de potencial El método de caída de potencial es el método “tradicional” de medida de la resistencia de la toma de tierra, y es el que utilizan los equipos conocidos como “telurómetros”. Se debe recordar que para medir la resistencia de la toma de tierra empleando este método, es necesario desconectar previamente el electrodo de puesta a tierra de la instalación, maniobra que se ejecuta en el borne principal de tierra que, generalmente, está ubicado en el cuarto de contadores de la instalación. Descripción del método de caída de potencial El telurómetro requiere tres conexiones para realizar la medida de la resistencia de la toma de tierra, si bien los medidores más precisos pueden requerir de una cuarta


conexión para eliminar del resultado de la medida la resistencia de los propios cables de prueba. Las conexiones que se deben realizar se presentan en la figura 4, y son:

E/C1: conexión de la borna C1 del telurómetro al electrodo bajo prueba

S/P2: conexión de la borna S del telurómetro a la pica P2 llamada pica auxiliar de referencia de potencial. Esta pica pertenece a la dotación del telurómetro y se deberá clavar en la tierra a cierta distancia del electrodo bajo prueba.

H/C2: conexión de la borna H del telurómetro a la pica C2 llamada pica auxiliar de inyección de corriente. Esta pica también es una accesorio del telurómetro, y se deberá clavar en la tierra a una distancia aún mayor.

Figura 4. Esquema de conexión del telurómetro

La figura 5 muestra el circuito eléctrico de la medida


Figura 5. Circuito eléctrico de la medida

El telurómetro inyecta una corriente alterna en la tierra a través de electrodo que se está comprobando, E, y la pica de corriente C2; a continuación, mide la caída de tensión entre la pica P2 y E y, por último, y mediante la Ley de Ohm, calcula la resistencia entre P2 y E. Como se puede ver, la resistencia de conexión a tierra de las picas auxiliares no afecta a la medida. Para realizar la prueba, la pica C2 se coloca a cierta distancia del electrodo que se desea verificar. Posteriormente, manteniendo la pica C2 fija, se desplaza la pica P2 por la línea entre E y C2 para verificar si hay variación de la impedancia en el trayecto. La parte difícil de esta prueba es determinar el lugar en el que se deben clavar las picas para obtener una lectura correcta de la resistencia de la toma de tierra. ¿En qué punto la tierra que rodea al electrodo deja de contribuir a la resistencia y se convierte en simple suelo, a un potencial de cero voltios? La corriente que circula entre el electrodo y la pica auxiliar de inyección de corriente provoca una caída de tensión en las proximidades tanto del electrodo como de dicha pica. Para que la medida de la resistencia de la toma de tierra sea fiable, la pica auxiliar de referencia de tensión debe estar fuera de estas dos áreas de influencia. La figura 4 muestra la distribución de la medida de impedancia en relación a la posición de la pica auxiliar de referencia de tensión. Evidentemente, si esta pica esta en contacto con el electrodo bajo prueba, la medida resultante será cero, mientras que si el contacto lo hace con la pica de inyección de corriente, la medida corresponderá a la suma de las resistencias del electrodo y de esta última pica. Se aprecia en la gráfica de la figura 4 que para un determinado rango de posiciones de la pica de referencia, el valor medido no varía. En todos estos puntos estamos fuera de las mencionadas zonas de influencia, por lo que estos puntos nos ofrecen la medida de la resistencia del electrodo. . La prueba consiste entonces en la realización de varias medidas para establecer una curva similar a la de la figura 4. En la parte más plana de la curva es donde se mide la resistencia de la tierra. En realidad, la curva nunca se aplana por completo, pero dibuja una pendiente muy suave en la que los cambios de resistencia son pequeños. El margen de influencia del electrodo depende de su profundidad y su área. Los electrodos más profundos requieren un mayor alejamiento de la pica de corriente (véase la tabla 1). En anillos, mallas o series de picas en paralelo, la influencia del electrodo puede extenderse decenas de metros. La tabla 2 ofrece puntos de inicio posibles para


la colocación de las picas auxiliares de inyección de corriente y de referencia de tensión. Debido a la posibilidad de interacción entre los anillos, mallas o series de picas en paralelo y las picas auxiliares de medida, se deberá seguir estrictamente el gráfico de caída de potencial, sin ignorar ningún paso, para garantizar que los resultados obtenidos son precisos. Al comprobar una serie de electrodos en paralelo, la resistencia combinada será inferior a la menor de las lecturas obtenidas de cualquiera de los electrodos individuales. Si, por ejemplo, se trata de dos picas de 2,5 m con una separación entre sí superior a los 5 m, se puede asegurar que la resistencia combinada será sustancialmente inferior a la resistencia de cada pica por separado. La medida a tres hilos proporciona buenos resultados si se utiliza un cable C1 corto o si se asume que en la lectura habrá una imprecisión adicional de una fracción de ohmio por la resistencia del propio cable. Para medidas de resistencia de tierra superiores a los 10 ohmios, el efecto de la resistencia del cable C1 resulta inapreciable. Pero en situaciones en las que las medidas deben ser muy precisas, es decir, dónde se esperan valores de resistencia de tierra bajos, el método a cuatro hilos permite añadir un cuarto cable para eliminar la resistencia debida al cable C1. De esta manera se elimina la caída de tensión en el cable de medida C1, y por tanto su influencia en el resultado de la prueba.

Tabla 1: Posición aproximada de las picas auxiliares

según la regla del 62% (en metros)

Profundidad del electrodo que se está comprobando (E)

Distancia desde E a la pica de referencia de tensión (P2)

Distancia desde E a la pica de inyección de corriente (C2)

6 50 82

8 62 100

20 81 131

30 100 161

Tabla 2: Posición aproximada de las picas auxiliares para grupos de

electrodos (en metros)

Dimensión mayor (diagonal, diámetro o línea recta) del grupo de electrodos que se está comprobando (E)

Distancia desde E a la pica de referencia de tensión (P2)

Distancia desde E a la pica de inyección de corriente (C2)

65 100 165

80 165 265

100 230 330

165 330 560

230 430 655


Consejos

Utilice una buena cinta métrica de gran longitud.

Para localizar la parte horizontal de la curva será necesario realizar al menos 5 medidas o más; probablemente’ entre 7 y 9.

Una buena idea es realizar tres de las lecturas de resistencia con la pica P2 al 20%, 40% y 60% de la distancia entre E y C2. De esta forma, podrá utilizar la técnica de la pendiente de Tagg.

Al colocar las picas, asegúrese de que la pica de inyección de corriente, la pica de referencia de tensión y el electrodo que se desea comprobar se encuentran en línea recta.

Si se obtiene una medición de impedancia muy elevada o fuera de rango, pruebe a verter una pequeña cantidad de agua alrededor de las picas auxiliares de prueba para mejorar el contacto con la tierra. Esta práctica no falsea los datos, ya que la intención no es medir la resistencia de las picas, sino la resistencia del electrodo.

Mantenga separados los cables de las picas de referencia de tensión y de inyección de corriente para evitar un acoplamiento de la señal.

En un emplazamiento de nueva construcción, debería realizar varias series de medidas. La resistencia puede reducirse con el tiempo debido a la sedimentación de la tierra.

La regla del 62% Es posible reducir el número de medidas a realizar si:

Se comprueba un electrodo simple (no una malla ni una placa grande).

Es posible colocar la pica de inyección de corriente a una distancia igual o superior a 30 m desde el electrodo que se está comprobando.

El terreno es uniforme.

En estas condiciones, se puede colocar la pica de inyección de corriente a una distancia igual o superior a 30 m del electrodo que se está comprobando, y la pica de referencia de tensión al 62% de dicha distancia. Se realiza una medida y, a modo de comprobación, se deben realizar dos medidas adicionales: una con la sonda de referencia de tensión 1 m más cerca del electrodo que se está comprobando y otra 1 m más alejada (véase la figura 6). Si realmente se está en la parte plana de la curva, las lecturas deben ser prácticamente iguales y se podrá registrar la primera lectura como valor de la resistencia.

Está en inglés, y en piés


Técnica de la pendiente de Tagg Los electrodos de gran tamaño o los sistemas de conexión a tierra requieren consideraciones especiales. Si se han realizado lecturas de resistencia en nueve ubicaciones de P2 diferentes y no aparece un aplanamiento claro en el gráfico, puede utilizarse la técnica de la pendiente de Tagg (también denominado método de la pendiente) para establecer la impedancia de la toma de tierra. La figura 7 muestra un ejemplo de conjunto de datos en el que no existe una clara parte plana. Esta curva es característica de las verificaciones en las que las sondas de inyección de corriente y de referencia de tensión no están fuera de la influencia del electrodo que se está comprobando, lo cual puede suceder por varias causas:

En sistemas de electrodos que cubren áreas amplias, puede resultar complicado colocar las picas suficientemente lejos.

Es posible que no se pueda colocar el cable C1 en el centro del sistema de electrodos.

El área donde se deben colocar las picas es limitada.

Si ya se dispone de lecturas en los puntos del 20%, 40% y 60% entre E y C2, se puede aplicar el siguiente método a los datos existentes. Primero se calcula el coeficiente μ a partir de las tres medidas de resistencia al 20%, 40% y 60% a través de la siguiente expresión :

μ = (R60 % – R40 % )/( R40 % – R20 % ) A continuación se consulta la tabla del final de esta nota de aplicación para hallar el valor de P2/C2 que corresponde al valor de μ obtenido. Este valor indica el punto del gráfico en el que es fiable determinar la resistencia de la toma de tierra. Por ejemplo, para los datos de la figura 7:


μ =( 6.8 – 5.8 )/( 5.8 – 4.4 ) = 0.71

Según la tabla, para μ = 0,71 el porcentaje de P2/C2 correspondiente es del 59,6%. Esto quiere decir que la resistencia de la tierra aproximada se mide a (59,6% x 91,4 m), es decir, a 54,47 m. Este valor es muy cercano al punto del 60% a 54,86 m, en el que la lectura era 6,8 ohmios. Podría decirse entonces que la resistencia de la tierra del electrodo que se está comprobando es aproximadamente de 7 ohmios. Método selectivo El método selectivo es una variante del método de caída del potencial y puede encontrarse en medidores de resistencia de tierra de gama alta, como el Saturn GEO X. Los medidores que incluyen esta función pueden medir la resistencia de tierra en cualquiera sistema sin desconectarlo de la instalación. Esto significa que no es necesario esperar a poder interrumpir el suministro de energía para realizar la prueba, ni someterse a los riesgos para la seguridad que supone desconectar el electrodo de un sistema bajo tensión. Tanto el método de caída de potencial como el método selectivo utilizan picas para inyectar corriente y medir la caída de la tensión. Aplican las mismas reglas para la colocación de estas picas que en el método de la caída de potencial. Si se cumplen las condiciones para la regla del 62% es posible reducir el número de medidas. De lo contrario, se deberá trazar un gráfico de caída de potencial completo. Si la curva no está aplanada, se puede utilizar la técnica de la pendiente de Tagg. La principal diferencia con respecto al método de caída de potencial radica en que la comprobación selectiva permite medir de forma precisa la corriente en el electrodo. Dado que la estructura metálica del edificio está en contacto con el terreno y que el conductor de neutro de la instalación generalmente también lo está (por ejemplo, en los sistemas TT), resulta imposible conocer qué parte de la corriente inyectada desde la pica de inyección de corriente retorna por el electrodo bajo prueba. La comprobación selectiva utiliza un transformador de corriente (pinza amperimétrica) de gran sensibilidad y precisión para medir la corriente de prueba en el electrodo que se desea comprobar, sin necesidad de desconectarlo de la instalación. El medidor selectivo emplea un filtro digital en la medida de corriente para reducir los efectos de las posibles corrientes fantasma. La figura 8 muestra la integración del transformador de corriente en el circuito de comprobación.


Método de la medida sin picas El método de la medida sin picas permite medir la impedancia del bucle de tierra de la instalación sin necesidad de desconectar su toma de tierra y sin utilizar ninguna pica auxiliar de medida Para realizar la medida, el medidor utiliza un transformador especial (pinza de tensión) que genera una tensión en el conductor de tierra con una frecuencia de prueba especial. Además, utiliza un segundo transformador para medir la corriente resultante en el bucle de tierra específicamente a la frecuencia de la tensión de prueba. Este método se incluye en algunos medidores de caída de potencial, por ejemplo, Saturn GEO X o Saturn GEO Plus, así como en instrumentos con formato de pinza amperimétrica, como el GEO 30. La figura 9 muestra la conexión de las pinzas de generación y de medida del equipo Saturn GEO X.

Figura 9: Conexión del equipo Saturn Geo X para una medida sin picas


Figura 10: Circuito eléctrico de la medida

La figura 10 muestra el circuito de comprobación equivalente para el método sin picas. Cuando se comprueba el electrodo de conexión a tierra de un edificio con este método, en realidad se comprueba un lazo que incluye:

• El electrodo que se quiere verificar • El conductor de tierra • El borne principal de tierra • El neutro de la alimentación • La conexión de neutro a tierra de la alimentación • El conductores de tierra de la alimentación • La toma de tierra de la alimentación

Puesto que este método utiliza parte de la instalación de la alimentación (o suministro eléctrico) como parte del circuito, sólo se puede utilizar una vez que el cableado está finalizado, es decir, no se puede utilizar antes del enganche de la instalación a verificar al suministro. En este método, la pinza mide la resistencia total de todos los componentes anteriores, que están conectados en serie. Una lectura anormalmente elevada o una indicación de circuito abierto en el instrumento indica una conexión incorrecta entre dos o más de los componentes fundamentales mencionados con anterioridad.

En general, el método sin picas siempre requiere una ruta de baja impedancia en paralelo con el electrodo que se está comprobando. El electrodo de puesta a tierra de la mayoría de las instalaciones se encuentra en paralelo con otros muchos electrodos de puesta a tierra de la compañía eléctrica. Estos electrodos pueden ser, por ejemplo, electrodos de postes o torres eléctricas. La impedancia de estos electrodos de puesta a tierra se combina por lo general en una impedancia muy baja. Así, por ejemplo, si hay 40 postes eléctricos en las proximidades de una instalación, cada uno de ellos con una puesta a tierra de 20 ohmios, y estás puestas a tierra están interconectadas en serie mediante un conductor (véase figura 11), la resistencia equivalente de los 40 electrodos en paralelo es: Req =1/(40 x 1/20) Ω = 0,5 Ω

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Puesto que medio ohmio es un valor pequeño en comparación con la resistencia esperada en la comprobación del electrodo de la instalación, se puede asumir que la mayor parte de la resistencia medida en el bucle se debe a la resistencia de dicha toma de tierra. Pero también existen algunas dificultades potenciales en este método. Si la medida se realiza en el lugar incorrecto del sistema, se puede medir la resistencia de un lazo compuesto exclusivamente por conductores, por ejemplo, en el anillo que forman los conductores de protección con los del sistema de protección contra rayos. La resistencia eléctrica de este lazo conductor es muy baja, lo que nos puede poner alertar de que la medida no es correcta. En general, si el valor de las lecturas es inferior a 1 ohmio, se debe volver a repetir la comprobación para garantizar que no se está midiendo un lazo conductor cableado en lugar de la resistencia de la tierra. También se pueden obtener lecturas bajas debido a la interacción con otros electrodos muy cercanos, con conductos enterrados, tuberías de agua, etc. La calidad de la medida depende del número de rutas paralelas, que no interaccionen con el electrodo que se pretende medir. Si un edificio sólo recibe suministro de un transformador con un único electrodo en su puesta a tierra, y no se puede asumir la existencia de varias rutas, la medida indicará la suma de las resistencias de las tomas de tierra del edificio y del transformador. Afortunadamente, las tomas de tierra de los transformadores de las compañías eléctricas suelen ser buenas, con lo que la medida de la resistencia del bucle vendrá determinada fundamentalmente por la resistencia de la toma del edificio. Si el valor de la resistencia del bucle cumple con los límites establecidos para la toma de tierra de la instalación, siempre estaremos en el lado seguro. Método bipolar El método bipolar utiliza un “electrodo auxiliar” cuya resistencia de toma de tierra se haya determinado a priori y se establezca como buena (de bajo valor óhmico). Un ejemplo de electrodo auxiliar puede ser una tubería de agua en los alrededores de la instalación, pero lo suficientemente alejada de la misma (ver figura 12). El medidor en este método simplemente mide la resistencia del circuito eléctrico formado por la toma de tierra del electrodo que se está comprobando, el electrodo auxiliar y los cables de medida. Si la resistencia de tierra del electrodo auxiliar es muy baja -lo que es


probablemente cierto en tuberías de metal sin segmentos de plástico ni juntas aislantes-, y el efecto de los cables de medida es también pequeño, el valor óhmico del circuito eléctrico corresponderá fundamentalmente al de la resistencia de la toma de tierra del electrodo bajo prueba. La resistencia de los cables de prueba se puede incluso descontar de la medida final. Para ello basta con medir su resistencia previamente cortocircuitándolos en sus extremos.

Figura 12: Configuración de la prueba en el método bipolar

Aunque el método bipolar resulta cómodo de realizar, se deben extremar las precauciones, porque:

Una tubería de agua puede tener componentes de PVC, que aumentarían enormemente la resistencia de la tierra. En este caso, la lectura del método bipolar sería excesivamente elevada.

Es posible que el electrodo auxiliar no se encuentre fuera del área de influencia del electrodo que se está comprobando. En este caso, la lectura puede ser inferior a la real.

Debido a las incógnitas que implica, esta técnica se recomienda únicamente cuando el sistema de conexión a tierra y el electrodo auxiliar se conocen a la perfección. Nota: Las tuberías no deben utilizarse como electrodo de toma de tierra en una instalación. Así lo expresa explícitamente el REBT 2002 en su ITC-BT-18: “ Las canalizaciones metálicas de otros servicios (agua, líquidos o gases inflamables, calefacción central, etc.) no deben ser utilizadas como tomas de tierra por razones de seguridad”

Resumen de los métodos de medida de la resistencia de tierra

Ventajas Desventajas


Caída de potencial

Ampliamente aceptado

La medida es correcta cuando puede realizarse la curva característica.

Es necesario desconectar la tierra

Puede ser difícil clavar las picas

Puede que no exista espacio alrededor del electrodo de puesta a tierra para clavar las picas

Método selectivo

No es necesario desconectar el electrodo

Ampliamente aceptado

La medida es correcta cuando puede realizarse la curva característica.

Puede ser difícil clavar las picas

Puede que no exista espacio alrededor del electrodo de puesta a tierra para clavar las picas

Método sin picas

• Comodidad Asume una ruta paralela de baja impedancia

Posibilidad de obtener lecturas muy bajas al medir por error un lazo cableado

Método bipolar

• Comodidad Imposible juzgar la integridad del “electrodo auxiliar”

No se puede estar seguro de encontrarse fuera del área de influencia

Tabla para la técnica de la pendiente de Tagg (con 2 decimales)


Documento traducido, revisado y adaptado por Ignacio Usunáriz. Fluke. Manteniendo su mundo en marcha. Fluke Ibérica, S.L. Poligono Industrial de Alcobendas C/ Aragoneses, 9 -11 post. 28108 Alcobendas (Madrid) Tel.: 91 414 0100 Fax: 91 414 0101 E-mail: [email protected] Web: www.fluke.es © Copyright 2005 Fluke Corporation. Reservados todos los derechos. Impreso en los Países Bajos 04/2006. Pub_ID: 11095-spa

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